自动控制原理试题含答案

1、s1相角储备丁为（）度。（共12分）系统的方块图如下，试求：1、通过方块图化简求闭环传递函数包二）（用梅逊公式也可）。（8分）Rs题号一一三四五六七总分分数1612241612911成绩、（共16分，每空2分）填空题。1、根据有无反馈，控制系统可分为两类：（）。2、传递函数的定义是（）。3、F（s）=一S+3一的拉氏反变换为（）。s23s24、非最小相位系统是指（）O5、某闭环传递函数为C（s）=1的控制系统的截止频率6b为（）rad/s。R（s）2s16、线性采样系统稳定的充要条件是其特征根均位于z平面（）。7、已知某控制系统开环传递函数为一2一，则该系统的剪切频率/为（）rad/s,（共2

2、4分）某单位负反馈控制系统如图，阻尼比匚=0.5,试求:R(s)+C（s）s(s1)1、系统类型、阶次。（2分）2、K、无阻尼振荡角频率8n、有阻尼振荡角频率0d的值。（6分）3、系统的开环传递函数Gk（s）。（2分）4、静态误差系数Kp,Kv和Ka。（3分）5、系统对单位阶跃、单位斜坡、单位加速度输入的稳态误差essp,essv,essa。（3分）6、峰值时间tp,最大超调量Dp%。（4分）7、输入信号为r（t）=2时，系统的稳态输出c（8）、输出最大值Cmax。（4分）四、（共16分）传递函数题。1、（从图（a）,（b）中选作一题）求系统输入为Xi,输出为Xo时的传递函数匹国。（6分）Xi

3、（s）注：图（a）中，Xi,X。是位移量；图（b）中，Xi,X。是电压量（a）（b）2、已知最小相位系统对数幅频渐近线如图，试求对应的传递函数G（s）。（6分）3、已知采样控制系统如图所示，写出系统的闭环脉冲传递函数C且。（4分）五、（共12分）1、已知某单位负反馈系统的开环传递函数为GK（s）=二，试确定使系统产生持s（s22s4）续振荡的K值，并求振荡频率屿。（6分）2、下图中，图（a）为某一系统的开环幅相频率特性曲线，图（b）为另一系统的开环对数幅相频率特性曲线，Pr为开环右极点数，试判断两个系统的闭环稳定性。（6分）(a)(b)燕山大学试卷共8页第7页六、（共9分）已知单位负反馈系统的

4、开环传递函数为G*-4，试求：s（s2）1、绘制开环对数幅频特性曲线的渐近线。（4分）2、输入为r（t）=2sin（2t+90j时，闭环系统的稳态输出Css。（5分）七、（共11分）图（a）、（b）中，实线分别为两个最小相位系统的开环对数幅频特性曲线，采用校正后，曲线由实线变为虚线，试问：1、串联校正有哪几种形式？（3分）2、图（a）、（b）应分别采取什么校正方法？（4分）、（共16分，每空2分）1、开环控制系统、闭环控制系统2、当初始条件为零时，输出量的拉应变换与输入量的拉氏变换之比4、若控制系统的传递函数中有零点或极点在复平面s的右半部，则称为非最小相位传递函数，相应的系统称为非最小相位系

5、统5、0.56、以圆心为原点的单位圆内7、73,120、（共12分）R(s)一G1G2G3G4C(s)1+G3G4G5+G2G3G6+G1G2G3G4G7所以，C（s）2、（4分）E（s）R（s）、（共24分）R(s)-G7C(s)1-G7R(s)C(s)1G3G4G5G2G3G6R(s)1G3G4G5G2G3G6G1G2G3G4G71、2、1型、2阶K=1n=1rad/s（2分）（2分）（2分）；3''d-n*1-=2=0.866rad/s(2分)3、-1Gk(S)=s(s1)(2分)4、KpKvKa=Pmgk(s)=3=limsGK(s)=1s)02=ljms2GK(s)=

6、0=1/(1Kp)=0(1分)(1分)(1分)essvessa=1/Kv=1/Ka二1（1分）（1分）（1分）tp=3.63(2分)-0.5二%=ekM100%Me"1.5：*100%-16.3%(2分)G1G2G3G4R(s)1G3G4G5G2G3G6G1G2G3G4G71s1:2(2分)Cmax=2（1;p%）=2.33四、（共16分）1、（从图（a）,（b）中选作题）。(2分)（a）解：列写动力学微分方程:(6分)d2Xomd2tdXcdto一)=°、217、C(s)=R(s)GB(s)二c(二)=limc(t)=limsC(s)=limst:二s0s0经拉式变换得：

7、ms2Xo(s)fsXo(s)-*1k2)Xi(s)-Xo(s)=0Xo(s)ms2Xo(s)fsXo(s)(kk2)Xo(s)=(Kk2)Xi(s)k1k2化简并整理，得：X,（s）=ms2fsk1k2R2CS1(b)解：采用运算电阻的方法：Xo(s)R21/CsXi(s)R1R21/Cs(RiR2)Cs12、(6分)K系统由一个比例环节和一个惯性环节组成。即G(s)=Ts1由20lgK=20得K=10;转角频率6T=0.5,得T=2o所以，G(S)102s13、(4分)C(z)GG(z)R(z)1GiG2(z)H(z)五、(共12分)1、(6分)方法一：系统的闭环传递函数为:Gb(s)S3

8、2s24sK特征方程为：D(s)=S3列劳斯表2s24sK=03S2S1224-K一,、,24-K要使系统稳定，则K>0;24K>0。得:2所以，使系统产生持续振荡的K值为：K=8将K=8代入特征方程，即解得其虚根为,方法二：系统临界稳定,_3_2_2_D(s)=S32s24s8=(S24)(s2)=0S=±j2。所以，振荡频率0=2所以过(1,j0)点，则Gk(s)=s(s22s4)S32s24s3、=-1j0)一3一即4t；3-0c,、KGk(j):2一-2j(423K=2切2_j(40-吟,所以，K=8,0=22、(6分)(3分)(3分)(a) N+-N=0-2=0,Zr=Pr-2N=6,所以闭环不稳定。(b) N+-N=2-1=1,ZR=PR-2N=0,所以闭环稳定。六、(共9分)1、(4分)Gk(s)s(s2)s(0.5s1)所以，K=2,20lgK=20lg2=6dB;0T=22、（5分）闭环传函为Gb(s)Gk(s)1Gk(s)42一一s2s4频率特性为、4Gb(j,)=24-j2八一、44，r、，0=2,A(w)=1,即：A(2)=1/(4-2)2(2-)242；：:中(缶)=-arctg2=-90，即：中(2)=904-2A(2)=2；平(2)-90口二0二系统稳态输出为：Css=2sin2t七、